Hiroshimaiten: Little Boy hat Glas wie bei einem Asteroideneinschlag erzeugt

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Am 6. August 1945 warf ein US “B-29”-Bomber eine Atombombe über Hiroshima ab. In einem Augenblick wurden etwa 80.000 Menschen getötet. Die Explosion und die daraus resultierenden Feuerstürme zerstörten eine Fläche von mehr als 10 Quadratkilometern und verursachten Schäden von bis zu 90 Prozent aller Objekte in der Stadt. Aber was hochgeht, muss irgendwann auch wieder runter. Neue Forschungen, die heute in der Wissenschaftszeitschrift Anthropocene veröffentlicht wurde, ist “die erste veröffentlichte Aufzeichnung und Beschreibung von radioaktiven Niederschlägen, die aus der Zerstörung einer urbanen Umgebung durch Atombombenangriffe resultieren”, so die Autoren des neuen Artikels. Die Arbeiten zeigen, dass die nahegelegenen Strände auf der Halbinsel Motoujina in der Hiroshima-Bucht erstaunlicherweise bis zu einer Tiefe von etwa 10 Zentimetern mit diesem Niederschlagsmaterial übersät sind.

Diese Partikel, die als “millimetergroße, aerodynamisch geformte Ablagerungen” bezeichnet wurden, umfassen Glaselemente, Glasfilamente und geschmolzene Verbundstoffe. Die Trümmer erinnern an die kugelförmigen Partikel in der Bodenschicht, die mit dem Meteoriteneinschlag verbunden sind, der vor 66 Millionen Jahren ein Massensterben auslöste und auch an die Partikel in dem Gebiet, in dem die USA die Atombombe zum ersten Mal getestet haben, so der Hauptautor der Arbeit, der Geologe Mario Wannier. Im Gegensatz zu diesen Partikeln waren die in der Nähe von Hiroshima jedoch mit Materialien wie Eisen, Stahl und Gummi gefüllt.

“In Anbetracht der Überraschung, diese Partikel dort zu finden, war die große Frage für mich: Du hast eine Stadt und eine Minute später hast du keine Stadt. Da war die Frage nach: “Wo ist die Stadt – wo ist das Material? Es ist eine riesige Fundgrube, diese Partikel entdeckt zu haben. Es ist eine unglaubliche Geschichte”.

Wannier in einer Erklärung von Berkeley Lab.
Rasterelektronenmikroskopie (REM) Rückstreuungsbilder von ausgewählten Motoujina-Fallout-Trümmern. (a) Klare Kugel, (b) klares Filament, (c) Strömungsstrukturen mit Blasen, helle Flecken sind Eisen(Fe)-Chrom(Cr)-Legierungen, (d) dendritische Strukturen aus Eisenoxid, (e) Strömungsstrukturen mit weißen Eisenoxidkristallen, (f) nadelartige Kristalle aus Aluminium(Al)-Eisen(Fe)-Silizium(Si)oxid-Zusammensetzung in einer Silizium-Aluminium-Kalziumoxid-Matrix; helle Flecken sind Fe-Cr. (Bild: s. Veröffentlichung)

Bereits 2015 durchsuchte Wannier Sandpartikel, die er von einem Strand außerhalb der Stadt Hiroshima entnommen hatte. Er suchte nach Meereslebewesen, aber die seltsamen glasigen Kugeln in der Mischung erinnerten ihn an die Partikel, die in Sedimentproben aus der 66 Millionen Jahre alten Zeitperiode der Kreide-Paläogen-Grenze (K-Pg) gefunden wurden. Die glasartigen Kugeln hatten einen Durchmesser von 0,5 bis 1 Millimeter. Einige waren miteinander verschmolzen, andere waren wie eine Träne geformt. Aber im Gegensatz zu den Sphäroiden, die in dem K-Pg-Sediment gefunden wurden, enthielten diese Partikel eine überraschende Vielfalt an Materialien, die mit mehreren Schichten Siliziumdioxid beschichtet waren. Fasziniert kehrte Wannier in die Gegend zurück, um weitere Strandproben zu sammeln.

In jedem Kilogramm Sand, das vom Strand der Motoujina Peninsula, von Wannier und seinen Kollegen entnommen wurden, entdeckten die Berkeley-Kollegen, dass Sphäroide und andere ungewöhnliche Glaspartikel 0,6 bis 2,5 Prozent der gesamten Probe ausmachten. Daraus abgeleitet ergibt sich, dass jeder Quadratkilometer Strand 2.300 bis 3.100 Tonnen dieser Partikel bis in eine Tiefe von etwa 10 Zentimetern enthält. Das heißt, das Zeug, aus dem einst die Stadt Hiroshima bestand.

Mit Hilfe des UC Berkeley-Mineralogen Rudy Wenk entdeckten die Forscher sechs verschiedene morphologische Partikeltypen, die von Klarglas bis hin zu gummiartigen Substanzen reichen. Das Team fand Beweise für Aluminium, Silizium, Kalzium, Kohlenstoff und Sauerstoff sowie Spuren von Baumaterialien wie reinem Eisen und Stahl. Die Zusammensetzung dieses Schuttes stimmt mit den damals in Hiroshima üblichen Materialien überein, darunter Beton, Marmor, Edelstahl und Gummi.

Diese Partikel bildeten sich unter extremen Bedingungen, bei denen die Temperaturen1.830 Grad Celsius (3.330 Grad Fahrenheit) erreichten, so die Forscher. Die gewaltige Explosion verwandelte zerkleinerte Materialien in Flüssigkeit und sprengte das geschmolzene Material in den Himmel. Einmal in großer Höhe angekommen, prallten die verschiedenen Partikel ineinander, was zu den von den Forschern beobachteten komplexen Agglomeraten führte.

Die Autoren der neuen Studie gaben zu, dass einige dieser Ablagerungen durch andere Prozesse verursacht worden sein könnten, wie z.B. ein Brand in einem nahegelegenen Mazda-Werk im Jahr 2004 und weil der Strand ein lokaler Standort ist, an dem jährlich Feuerwerke zu sehen sind. Dennoch kann “kein alternatives Szenario zur Explosion der Atombombe eine kohärente Erklärung für all unsere Beobachtungen liefern”, betonten die Autoren in der neuen Studie und kamen zu dem Schluss:

Diese Studie interpretiert die großen Mengen an radioaktivem Niederschlag, die unter extremen Temperaturbedingungen entstehen, als Produkte der Atombomben-Luftdetonation in Hiroshima am 6. August 1945. Die chemische Zusammensetzung der Schmelze gibt Hinweise auf ihre Herkunft, insbesondere im Hinblick auf städtisch übliche Baustoffe. Diese Studie ist die erste veröffentlichte Aufzeichnung und Beschreibung von Fallout, die sich aus der Zerstörung einer urbanen Umgebung durch Atombombenangriffe ergibt.

Wie bereits erwähnt, wurden ähnliche Sphäroide am Trinity-Testgelände in New Mexico gefunden. Aber diesen Gläser, die als Trinitit bezeichnet wurden, fehlten die chemischen Verbindungen, die in den Proben in der Nähe von Hiroshima gefunden wurden. Dementsprechend haben die Autoren der neuen Studie das neue Material aufgrund seiner ausgeprägten und vielfältigen chemischen Zusammensetzungen “Hiroshimaiten” genannt.

Veröffentlichung: Mario M.A. Wannier, Marc de Urreiztieta, Hans-Rudolf Wenk, Camelia V. Stan, Nobumichi Tamura, Binbin Yue: Fallout melt debris and aerodynamically-shaped glasses in beach sands of Hiroshima Bay, Japan. Anthropocene, Volume 25, 2019, ISSN 2213-3054,
https://doi.org/10.1016/j.ancene.2019.100196.

Titelbildunterschrift: Einige Beispiele für die Vielfalt der Partikel, die aus dem Strandsand auf der japanischen Motoujima-Halbinsel gesammelt wurden. (Foto: M. M. A. Wannier et al., 2019/Anthropocene)

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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.

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